以下に添付図面を参照して、この受信装置及び受信方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
・光通信システムの一例
図1は、実施の形態にかかる光通信システムの一例を示す図である。図1に示す光通信システム1においては、複数の異なる波長の信号光が多重化されて光伝送路を伝搬する波長分割多重通信方式が用いられている。図1に示すように、光通信システム1は、例えば光伝送路2、WDM用光送信アンプ3、WDM用光受信アンプ4、光分岐挿入装置(Optical Add−Drop Multiplexer:OADM)5、ドロップ部6及びアッド部7を有していてもよい。
光伝送路2は、信号光の伝搬路である。光伝送路2の一例として、例えば光ファイバや光導波路が挙げられる。
WDM用光送信アンプ3は、例えば光伝送路2に接続されている。WDM用光送信アンプ3は、光分岐挿入装置5から出力され、光伝送路2を伝搬するWDM光を増幅する。WDM用光送信アンプ3の一例として、例えばエルビウム添加光ファイバを有する光アンプが挙げられる。
WDM用光受信アンプ4は、例えば光伝送路2に接続されている。WDM用光受信アンプ4は、光伝送路2を伝搬し、光分岐挿入装置5に入力されるWDM光を増幅する。WDM用光受信アンプ4の一例として、例えばエルビウム添加光ファイバを有する光アンプが挙げられる。
光分岐挿入装置5は、例えばWDM用光受信アンプ4とWDM用光送信アンプ3との間に配置されている。光分岐挿入装置5は、光分岐挿入装置5に入力されるWDM光から所望の波長の信号光を抜き出してドロップ部6へ送る。光分岐挿入装置5は、アッド部7から送られる種々の波長の信号光をWDM光に挿入して光伝送路2へ送り出す。
ドロップ部6は、光分岐挿入装置5に接続されている。ドロップ部6は、光分岐挿入装置5により抜き出される信号光を波長ごとに受信する。ドロップ部6は、例えば分波部8及び複数の受信装置9を有していてもよい。
分波部8は、光分岐挿入装置5に接続されている。分波部8は、光分岐挿入装置5により抜き出される信号光を波長ごとに分離する。分波部8には、例えば分波部8により分離される信号光の波長数に対応する数分の受信装置9が接続されている。
各受信装置9は、分波部8により分離される複数の波長の信号光のうち、対応する波長の信号光を受信する。受信装置9は、信号光を電気信号に変換して図示省略する後段の処理部へ送る。受信装置9の詳細については、後述する。アッド部7は、光分岐挿入装置5に接続されている。アッド部7は、種々の波長の信号光を生成して光分岐挿入装置5へ送る。
・受信装置の一例(例1)
図2は、実施の形態にかかる受信装置の一例を示す図である。図3は、図2に示す受信装置における信号の流れを示す図である。図2及び図3に示すように、受信装置9は、例えば増幅ファイバ11、励起光源12、制御部13、閾値14及び受信器15を有していてもよい。
増幅ファイバ11は、入力ポート16に接続されている。入力ポート16は、光伝送路2を介してドロップ部6の分波部8(図1参照)に接続されている。増幅ファイバ11は、励起光源12から励起光が供給されているときに、入力ポート16から入力される信号光を増幅する。また、増幅ファイバ11は、励起光の供給が停止されているときに、入力ポート16から入力される信号光を減衰させる。増幅ファイバ11は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、増幅ファイバ11へ入力される信号光を増幅し、または減衰させる特性を有する。
図4は、図2に示す受信装置の受信レベルと受信器の受信レベルとの関係を示す図である。図4に示すように、受信装置の受信レベルが低い場合には、増幅ファイバ11によって信号光が増幅される。一方、受信装置の受信レベルが高い場合には、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。それによって、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが高くても低くても、受信器15に入力される信号光の入力レベルは、受信器15のダイナミックレンジ内に納まる。
増幅ファイバ11の一例として、例えば希土類添加光ファイバが挙げられる。希土類添加光ファイバの一例として、例えばエルビウム添加光ファイバが挙げられる。エルビウム添加光ファイバは、希土類エルビウムの誘導放出を利用する光アンプである。エルビウム添加光ファイバは、例えば1.55μm帯または1.58μm帯の信号光を増幅することができる。
エルビウム添加光ファイバの特性は、ファイバの長さ、エルビウムの添加濃度、信号光の波長、エルビウム添加光ファイバへの信号光の入力レベル及び利得などの種々のパラメータによって変化する。エルビウム添加光ファイバの増幅特性は、吸収と放射との比で決まる。励起光の供給が停止されると、吸収が大きな割合を占める。それによって、励起光の供給停止時に信号光を減衰させることができる。エルビウム添加光ファイバの利得及び長さを調整し、励起光の停止時におけるエルビウム添加光ファイバの吸収量を抑えることによって、図4に示すような増幅及び減衰の特性を実現することができる。
なお、増幅したい信号光の波長に応じて、エルビウム添加光ファイバ以外の希土類添加光ファイバを用いることができる。例えば、ツリウム添加光ファイバを用いることによって、1.5μm帯の信号光を増幅するようにしてもよい。あるいは、プラセオジム添加光ファイバを用いることによって、1.3μm帯の信号光を増幅するようにしてもよい。
図3に示すように、受信器15は、増幅ファイバ11に接続されている。受信器15は、増幅ファイバ11から出力される信号光を受信する。受信器15の一例として、例えばデジタルコヒーレント受信器が挙げられる。デジタルコヒーレント受信器は、光信号を受信し、光電変換により光信号から生成される電気信号に対してデジタル信号処理を行うことによって、分散などの特性の変動に対する補償を行う。
励起光源12は、増幅ファイバ11に接続されている。励起光源12は、増幅ファイバ11に励起光を供給する。励起光源12の一例として、例えばポンプレーザーと呼ばれるレーザーダイオード(Laser Diode:LD)が挙げられる。
制御部13は、励起光源12に接続されている。制御部13は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視してもよい。制御部13は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視してもよい。制御部13は、励起光源12の駆動パラメータを監視してもよい。
あるいは、制御部13は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベル、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベル、及び励起光源12の駆動パラメータのいずれか2つまたは3つを組み合わせて監視してもよい。励起光源12の駆動パラメータの一例として、例えば励起光源12から出力される励起光の出力パワー、または励起光源12から励起光を出力させるための駆動電流が挙げられる。
制御部13には、閾値14が与えられる。閾値14は、例えばメモリに記憶されていてもよい。閾値14の一例として、例えば入力閾値、出力閾値または駆動閾値が挙げられる。入力閾値は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルに対する閾値である。出力閾値は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルに対する閾値である。駆動閾値は、励起光源12の駆動パラメータに対する閾値である。
制御部13は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが入力閾値よりも低い場合に、励起光源12を駆動してもよい。制御部13は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが入力閾値よりも高い場合に、励起光源12の駆動を停止してもよい。
制御部13は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが出力閾値よりも低い場合に、励起光源12を駆動してもよい。制御部13は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが出力閾値よりも高い場合に、励起光源12の駆動を停止してもよい。
制御部13は、励起光源12の駆動パラメータが駆動閾値よりも大きい場合に、励起光源12を駆動してもよい。制御部13は、励起光源12の駆動パラメータが駆動閾値よりも小さい場合に、励起光源12の駆動を停止してもよい。
励起光源12が駆動されることによって、励起光源12から増幅ファイバ11へ励起光が供給される。励起光源12の駆動が停止されることによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される。
・受信方法の一例
図5は、実施の形態にかかる受信方法の一例を示す図である。図5に示す受信方法は、図2に示す受信装置により実施されてもよい。本実施例では、図2に示す受信装置が、図5に示す受信方法を実施する場合について説明する。
図5に示すように、受信装置9において信号光の受信が開始されると、制御部13は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。または、制御部13は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視してもよい。または、制御部13は、励起光源12の駆動パラメータを監視してもよい。あるいは、制御部13は、信号光の入力レベル、信号光の出力レベル及び励起光源12の駆動パラメータのうちの2つまたは3つを監視してもよい(ステップS1)。
次いで、制御部13は、閾値14を参照する。そして、制御部13は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが入力閾値よりも低いか否かを判断する。または、制御部13は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが出力閾値よりも低いか否かを判断してもよい。または、制御部13は、励起光源12の駆動パラメータが駆動閾値よりも大きいか否かを判断してもよい。あるいは、制御部13は、信号光の入力レベルが入力閾値よりも低いか否か、信号光の出力レベルが出力閾値よりも低いか否か、及び励起光源12の駆動パラメータが駆動閾値よりも大きいか否か、の2つまたは3つを判断してもよい(ステップS2)。
ステップS2において、信号光の入力レベルの条件を満たすか否かを判断するとする。入力レベルが入力閾値よりも低い場合(ステップS2:Yes)、制御部13は、励起光源12を駆動する。それによって、増幅ファイバ11に励起光源12から励起光が供給される(ステップS3)。一方、入力レベルが入力閾値よりも低くない場合(ステップS2:No)、制御部13は、励起光源12の駆動を停止する。それによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される(ステップS4)。そして、一連の処理が終了する。
ステップS2において、信号光の出力レベルの条件を満たすか否かを判断するとする。出力レベルが出力閾値よりも低い場合(ステップS2:Yes)、制御部13は、励起光源12を駆動する。それによって、増幅ファイバ11に励起光源12から励起光が供給される(ステップS3)。一方、出力レベルが出力閾値よりも低くない場合(ステップS2:No)、制御部13は、励起光源12の駆動を停止する。それによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される(ステップS4)。そして、一連の処理が終了する。
ステップS2において、励起光源12の駆動パラメータの条件を満たすか否かを判断するとする。駆動パラメータが駆動閾値よりも大きい場合(ステップS2:Yes)、制御部13は、励起光源12を駆動する。それによって、増幅ファイバ11に励起光源12から励起光が供給される(ステップS3)。一方、駆動パラメータが駆動閾値よりも大きくない場合(ステップS2:No)、制御部13は、励起光源12の駆動を停止する。それによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される(ステップS4)。そして、一連の処理が終了する。
ステップS2において、信号光の入力レベルの条件及び信号光の出力レベルの条件を満たすか否かを判断するとする。入力レベルが入力閾値よりも低く、かつ出力レベルが出力閾値よりも低い場合(ステップS2:Yes)、制御部13は、励起光源12を駆動する。それによって、増幅ファイバ11に励起光源12から励起光が供給される(ステップS3)。一方、入力レベルが入力閾値よりも低くないか、または出力レベルが出力閾値よりも低くない場合(ステップS2:No)、制御部13は、励起光源12の駆動を停止する。それによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される(ステップS4)。そして、一連の処理が終了する。
ステップS2において、信号光の入力レベルの条件及び励起光源12の駆動パラメータの条件を満たすか否かを判断するとする。入力レベルが入力閾値よりも低く、かつ駆動パラメータが駆動閾値よりも大きい場合(ステップS2:Yes)、制御部13は、励起光源12を駆動する。それによって、増幅ファイバ11に励起光源12から励起光が供給される(ステップS3)。一方、入力レベルが入力閾値よりも低くないか、または駆動パラメータが駆動閾値よりも大きくない場合(ステップS2:No)、制御部13は、励起光源12の駆動を停止する。それによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される(ステップS4)。そして、一連の処理が終了する。
ステップS2において、信号光の出力レベルの条件及び励起光源12の駆動パラメータの条件を満たすか否かを判断するとする。出力レベルが出力閾値よりも低く、かつ駆動パラメータが駆動閾値よりも大きい場合(ステップS2:Yes)、制御部13は、励起光源12を駆動する。それによって、増幅ファイバ11に励起光源12から励起光が供給される(ステップS3)。一方、出力レベルが出力閾値よりも低くないか、または駆動パラメータが駆動閾値よりも大きくない場合(ステップS2:No)、制御部13は、励起光源12の駆動を停止する。それによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される(ステップS4)。そして、一連の処理が終了する。
ステップS2において、信号光の入力レベルの条件、信号光の出力レベルの条件及び励起光源12の駆動パラメータの条件を満たすか否かを判断するとする。入力レベルが入力閾値よりも低く、かつ出力レベルが出力閾値よりも低く、かつ駆動パラメータが駆動閾値よりも大きい場合(ステップS2:Yes)、制御部13は、励起光源12を駆動する。それによって、増幅ファイバ11に励起光源12から励起光が供給される(ステップS3)。一方、入力レベルが入力閾値よりも低くないか、または出力レベルが出力閾値よりも低くないか、または駆動パラメータが駆動閾値よりも大きくない場合(ステップS2:No)、制御部13は、励起光源12の駆動を停止する。それによって、励起光源12から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止される(ステップS4)。そして、一連の処理が終了する。
図2に示す受信装置9及び図5に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、励起光源12の駆動に消費される電力を削減することができる。
・受信装置の別の例(例2)
図6は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図6に示すように、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD(Photodiode、フォトダイオード)23、入力監視部24、入力断閾値25、入力閾値26、増幅ファイバ11、ポンプLD27及び受信器15を有していてもよい。PD23及び入力監視部24は、制御部の一例である。ポンプLD27は、励起光源の一例である。
光伝送路21は、入力ポート16に接続されている。光伝送路21は、信号光の伝搬路である。光伝送路21の一例として、例えば光ファイバや光導波路が挙げられる。
光カプラ22は、光伝送路21に接続されている。光カプラ22は、光伝送路21から入力される信号光を2方向へ分岐させる。
増幅ファイバ11は、光カプラ22の一方の出力ポートに接続されている。増幅ファイバ11は、ポンプLD27に接続されている。増幅ファイバ11は、光カプラ22の一方の出力ポートから出力される信号光を、ポンプLD27から励起光が供給される場合に増幅し、ポンプLD27からの励起光の供給が停止される場合に減衰させる。増幅ファイバ11の特性及び詳細については、図2に示す受信装置9の説明において説明した通りであるので、重複する説明を省略する。
受信器15は、増幅ファイバ11に接続されている。受信器15は、増幅ファイバ11から出力される信号光を受信する。
PD23は、光カプラ22の他方の出力ポートに接続されている。PD23は、光カプラ22の他方の出力ポートから出力される信号光を受光し、信号光の入力レベルに対応する電気信号に変換する。
入力監視部24は、PD23に接続されている。入力監視部24は、PD23から供給される電気信号に基づいて、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。
入力監視部24には、入力断閾値25及び入力閾値26が与えられる。入力断閾値25及び入力閾値26は、例えばメモリに記憶されていてもよい。入力断閾値25及び入力閾値26は、増幅ファイバ11による信号光の増幅を停止させるための閾値である。入力閾値26は、入力断閾値25よりも高いレベルである。受信装置9への信号光の入力レベルが入力閾値26よりも高い場合、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
受信装置9への信号光の入力レベルが入力断閾値25よりも低い場合、光増幅特性や光急変耐力などの特性を満足させることが不可能になる虞がある。そこで、受信装置9への信号光の入力レベルが入力断閾値25よりも低い場合、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11による信号光の増幅が停止するので、光増幅特性や光急変耐力などの特性を満足させることができる。
ポンプLD27は、入力監視部24に接続されている。ポンプLD27は、入力監視部24から停止信号を受け取ると、駆動を停止し、励起光の出力を停止する。
・図6に示す受信装置による受信方法の一例
図7は、図6に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。図7に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS11)、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する(ステップS12)。そして、入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS13)。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS13:Yes)、入力監視部24は、監視している入力レベルが入力閾値以下であるか否かを判断する(ステップS14)。入力レベルが入力閾値以下である場合(ステップS14:Yes)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力しない。それによって、ポンプLD27が駆動され、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS15)。
このときのポンプLD27に対する制御は、例えばポンプLD27の駆動電流を一定に保つように制御する電流一定制御(Auto Current Control:ACC)であってもよい。電流一定制御は、オープンループ制御の一例である。そして、ステップS12へ戻り、ステップS12〜ステップS16を繰り返す。
一方、入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS13:No)、または入力レベルが入力閾値以下でない場合(ステップS14:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS16)。そして、ステップS12へ戻り、ステップS12〜ステップS16を繰り返す。
図6に示す受信装置9及び図7に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルに基づいてポンプLD27の駆動及び駆動の停止が制御される。それによって、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
・受信装置の別の例(例3)
図8は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図8に示すように、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、入力閾値26、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32及びALC制御部33を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32及びALC制御部33は、制御部の一例である。光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、入力閾値26、増幅ファイバ11、ポンプLD27及び受信器15については、図6に示す受信装置9の説明において説明した通りであるので、重複する説明を省略する。
光カプラ31は、増幅ファイバ11の出力ポートに接続されている。光カプラ31は、増幅ファイバ11から出力される信号光を2方向へ分岐させる。
受信器15は、光カプラ31の一方の出力ポートに接続されている。受信器15は、光カプラ31の一方の出力ポートから出力される信号光を受信する。
PD32は、光カプラ31の他方の出力ポートに接続されている。PD32は、光カプラ31の他方の出力ポートから出力される信号光を受光し、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルに対応する電気信号に変換する。
ALC制御部33は、PD32に接続されている。ALC制御部33は、PD32から供給される電気信号に基づいて、ポンプLD27に対して、例えば増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを一定に保つようにポンプLD27の出力パワーを制御する信号出力一定制御(Automatic Level Control:ALC)を行う。信号出力一定制御は、フィードバック制御の一例である。
ALC制御部33は、入力監視部24から、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示を受け取ると、ポンプLD27に対する制御方法を変更する。例えば、ALC制御部33は、ポンプLD27に対する制御方法を信号出力一定制御から電流一定制御に変更してもよい。変更後の電流一定制御においては、ポンプLD27の駆動電流量を、信号出力一定制御を行っているときの駆動電流量以下の電流量に設定し、ポンプLD27から出力される励起光の出力レベルを、信号出力一定制御を行っているときよりも低いレベルにしてもよい。電流一定制御は、フィードバック制御を停止する制御の一例である。
入力監視部24は、PD23から供給される電気信号に基づいて、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。入力監視部24は、監視している入力レベルに応じてポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。
図8に示す受信装置9の説明においては、図6に示す受信装置9の説明において「入力閾値」とする閾値を「第1の入力閾値」と読み替える。入力閾値26には、第1の入力閾値及び第2の入力閾値があるとする。第2の入力閾値は、第1の入力閾値よりも低いレベルであり、かつ入力断閾値25よりも高いレベルであるとする。第1の入力閾値は、増幅ファイバ11による信号光の増幅を停止させるための閾値である。第2の入力閾値は、ポンプLD27に対する制御方法を変更させるための閾値であるとする。
受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値よりも高い場合、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値よりも高く、かつ第1の入力閾値よりも低い場合、入力監視部24は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
受信装置9への信号光の入力レベルが入力断閾値25よりも高く、かつ第2の入力閾値よりも低い場合、入力監視部24は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。それによって、ALC制御部33は、ポンプLD27に対して信号出力一定制御を行う。
受信装置9への信号光の入力レベルが入力断閾値25よりも低い場合、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11による信号光の増幅が停止するので、光増幅特性や光急変耐力などの特性を満足させることができる。
・図8に示す受信装置による受信方法の一例
図9は、図8に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。なお、図9においては、「第1の入力閾値」を「入力閾値1」と表し、「第2の入力閾値」を「入力閾値2」と表す。
図9に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS21)、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する(ステップS22)。そして、入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS23)。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS23:Yes)、入力監視部24は、監視している入力レベルが第2の入力閾値以下であるか否かを判断する(ステップS24)。入力レベルが第2の入力閾値以下である場合(ステップS24:Yes)、入力監視部24は、ポンプLD27への停止信号及びALC制御部33への制御方法の変更指示を出力しない。
それによって、ポンプLD27が通常の制御方法、例えば信号出力一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS25)。そして、ステップS22へ戻り、ステップS22〜ステップS28を繰り返す。
一方、入力レベルが第2の入力閾値以下でない場合(ステップS24:No)、入力監視部24は、入力レベルが第1の入力閾値以下であるか否かを判断する(ステップS26)。入力レベルが第1の入力閾値以下である場合(ステップS26:Yes)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS27)。そして、ステップS22へ戻り、ステップS22〜ステップS28を繰り返す。
一方、入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS23:No)、または入力レベルが第1の入力閾値以下でない場合(ステップS26:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS28)。そして、ステップS22へ戻り、ステップS22〜ステップS28を繰り返す。
図8に示す受信装置9及び図9に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルに基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法が制御される。それによって、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
また、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルがある程度高い場合、例えば第2の入力閾値よりも高い場合に信号出力一定制御を行うと、ポンプLD27の駆動電流量が小さくなってポンプLD27の出力に対するフィードバック制御が困難になる虞がある。増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルに基づいてポンプLD27に対する制御方法が例えば電流一定制御に切り替わることによって、フィードバック制御からオープンループ制御に切り替わる。それによって、ポンプLD27に対する制御が困難になるのを回避することができる。
また、電流一定制御において、ポンプLD27の駆動電流量が、信号出力一定制御における駆動電流量以下の電流量に設定される。それによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
・受信装置の別の例(例4)
図10は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図10に示すように、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、入力閾値26、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32、ALC制御部33、出力監視部34及び判定部36は、制御部の一例である。光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、入力閾値26、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32及びALC制御部33については、図8に示す受信装置9の説明において説明した通りであるので、重複する説明を省略する。
出力監視部34は、PD32に接続されている。出力監視部34は、PD32から供給される電気信号に基づいて、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視する。出力監視部34には、出力閾値35が与えられる。出力閾値35は、例えばメモリに記憶されていてもよい。
出力閾値35には、第1の出力閾値及び第2の出力閾値があるとする。第2の出力閾値は、第1の出力閾値よりも低いレベルであるとする。第1の出力閾値は、増幅ファイバ11による信号光の増幅を停止させるための閾値である。第2の出力閾値は、ポンプLD27に対する制御方法を変更させるための閾値であるとする。
従って、出力監視部34は、監視している出力レベルが第1の出力閾値よりも高いか低いかを判定する。また、出力監視部34は、監視している出力レベルが第2の出力閾値よりも高いか低いかを判定する。出力監視部34は、判定結果を判定部36へ出力する。
入力監視部24は、PD23から供給される電気信号に基づいて、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。入力監視部24は、監視している入力レベルが第1の入力閾値よりも高いか低いかを判定する。また、入力監視部24は、監視している入力レベルが第2の入力閾値よりも高いか低いかを判定する。第1の入力閾値及び第2の入力閾値については、図8に示す受信装置9の説明において説明した通りであるので、重複する説明を省略する。入力監視部24は、判定結果を判定部36へ出力する。
入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが入力断閾値25よりも低い場合、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11による信号光の増幅が停止するので、光増幅特性や光急変耐力などの特性を満足させることができる。
判定部36は、入力監視部24及び出力監視部34に接続されている。受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値よりも低く、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低い場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。それによって、ALC制御部33は、ポンプLD27に対して信号出力一定制御を行う。
受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値と第1の入力閾値との間にあり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値と第1の出力閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値よりも高く、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値よりも高い場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
ALC制御部33は、PD32及び判定部36に接続されている。ALC制御部33は、判定部36から、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示を受け取ると、ポンプLD27に対する制御方法を変更する。例えば、ALC制御部33は、ポンプLD27に対する制御方法を信号出力一定制御から電流一定制御に変更してもよい。変更後の電流一定制御においては、ポンプLD27の駆動電流量を、信号出力一定制御を行っているときの駆動電流量以下の電流量に設定し、ポンプLD27から出力される励起光の出力レベルを、信号出力一定制御を行っているときよりも低いレベルにしてもよい。
ポンプLD27は、入力監視部24、ALC制御部33及び判定部36に接続されている。ポンプLD27は、入力監視部24から停止信号を受け取ると、駆動を停止し、励起光の出力を停止する。ポンプLD27は、判定部36から停止信号を受け取ると、駆動を停止し、励起光の出力を停止する。
・図10に示す受信装置による受信方法の一例
図11は、図10に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。なお、図11においては、「第1の入力閾値」を「入力閾値1」と表し、「第2の入力閾値」を「入力閾値2」と表す。また、「第1の出力閾値」を「出力閾値1」と表し、「第2の出力閾値」を「出力閾値2」と表す。
図11に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS31)、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。また、出力監視部34は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視する(ステップS32)。そして、入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS33)。
入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS33:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS38)。そして、ステップS32へ戻り、ステップS32〜ステップS38を繰り返す。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS33:Yes)、入力監視部24は、監視している入力レベルが第1の入力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の入力閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、入力監視部24は、その判定結果を判定部36へ出力する。また、出力監視部34は、監視している出力レベルが第1の出力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の出力閾値よりも高いか低いか、を判定する。出力監視部34は、判定結果を判定部36へ出力する。
受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下である場合(ステップS34:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力しない。また、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。
それによって、ポンプLD27が通常の制御方法、例えば信号出力一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS35)。そして、ステップS32へ戻り、ステップS32〜ステップS38を繰り返す。
一方、受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下でない場合(ステップS34:No)には、ステップS36へ進む。受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下である場合(ステップS36:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS37)。そして、ステップS32へ戻り、ステップS32〜ステップS38を繰り返す。
一方、受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下でない場合(ステップS36:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS38)。そして、ステップS32へ戻り、ステップS32〜ステップS38を繰り返す。
図10に示す受信装置9及び図11に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベル及び増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルに基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法が制御される。それによって、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
また、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルがある程度高い場合、例えば第2の入力閾値よりも高い場合や、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルがある程度高い場合、ポンプLD27に対する制御方法がオープンループ制御に切り替わる。それによって、ポンプLD27に対する制御が困難になるのを回避することができる。
また、増幅ファイバ11の増幅特性及び吸収特性に波長特性がある場合、増幅ファイバ11から出力される光信号の出力レベルは、同じ励起光パワーでも波長ごとに異なる。つまり、波長が異なれば、同じ利得を得るのに必要な励起光パワーが異なる。信号光の出力レベルを監視することによって、電流一定制御から信号出力一定制御に戻るときに、利得の小さい波長の信号光は増幅ファイバ11への入力レベルの高いところで切り替わり、利得の大きい波長の信号光は入力レベルの低いところで切り替わるように制御することができる。
・受信装置の別の例(例5)
図12は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図12に示すように、受信装置9は、例えば励起光パワー監視部37及び励起光パワー下限閾値38を有していてもよい。また、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起光パワー監視部37は、制御部の一例である。光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36については、図10に示す受信装置9の説明において説明した通りである。従って、重複する説明を省略する。
励起光パワー監視部37は、ポンプLD27に接続されている。励起光パワー監視部37は、ポンプLD27に内蔵されているモニタ用のPDから供給される電気信号に基づいて、ポンプLD27から出力される励起光の出力パワーを監視する。励起光の出力パワーは、励起光源の駆動パラメータの一例である。励起光パワー監視部37には、励起光パワー下限閾値38が与えられる。励起光パワー下限閾値38は、駆動閾値の一例である。励起光パワー下限閾値38は、例えばメモリに記憶されていてもよい。
励起光パワー下限閾値38には、第1の励起光パワー閾値及び第2の励起光パワー閾値があるとする。第2の励起光パワー閾値は、第1の励起光パワー閾値よりも大きいとする。第1の励起光パワー閾値は、増幅ファイバ11による信号光の増幅を停止させるための閾値である。第2の励起光パワー閾値は、ポンプLD27に対する制御方法を変更させるための閾値であるとする。
従って、励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値よりも大きいか小さいかを判定する。また、励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値よりも大きいか小さいかを判定する。励起光パワー監視部37は、判定結果を判定部36へ出力する。
入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが入力断閾値25よりも低い場合、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11による信号光の増幅が停止するので、光増幅特性や光急変耐力などの特性を満足させることができる。
判定部36は、励起光パワー監視部37及び出力監視部34に接続されている。増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値よりも大きい場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。それによって、ALC制御部33は、ポンプLD27に対して信号出力一定制御を行う。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値と第2の励起光パワー閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
また、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値と第1の出力閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値よりも高い場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
また、励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値よりも小さい場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
・図12に示す受信装置による受信方法の一例
図13は、図12に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。なお、図13においては、「第1の励起光パワー閾値」を「励起光パワー閾値1」と表し、「第2の励起光パワー閾値」を「励起光パワー閾値2」と表す。また、「第1の出力閾値」を「出力閾値1」と表し、「第2の出力閾値」を「出力閾値2」と表す。
図13に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS41)、出力監視部34は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視する(ステップS42)。また、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS43)。
入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS43:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS52)。そして、ステップS42へ戻り、ステップS42〜ステップS52を繰り返す。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS43:Yes)、出力監視部34は、監視している出力レベルが第1の出力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の出力閾値よりも高いか低いか、を判定する。出力監視部34は、判定結果を判定部36へ出力する。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下である場合(ステップS44:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力しない。また、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。
それによって、ポンプLD27が通常の制御方法、例えば信号出力一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS45)。
また、励起光パワー監視部37は、ポンプLD27から出力される励起光の出力パワーを監視する(ステップS46)。励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の励起光パワー閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、励起光パワー監視部37は、その判定結果を判定部36へ出力する。
励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値以下でない場合(ステップS47:No)、ステップS46へ戻る。そして、励起光パワー監視部37は、励起光の出力パワーの監視(ステップS46)、並びに第2の励起光パワー閾値との比較及び判定(ステップS47)を続ける。
励起光の出力パワーと第2の励起光パワー閾値との比較及び判定の結果、励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値以下であると(ステップS47:Yes)、ステップS48へ進む。励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値以下でない場合(ステップS48:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS49)。そして、ステップS42へ戻り、ステップS42〜ステップS52を繰り返す。
励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値以下である場合(ステップS48:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS52)。そして、ステップS42へ戻り、ステップS42〜ステップS52を繰り返す。
一方、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下でない場合(ステップS44:No)、ステップS50へ進む。増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下である場合(ステップS50:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS51)。そして、ステップS42へ戻り、ステップS42〜ステップS52を繰り返す。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下でない場合(ステップS50:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS52)。そして、ステップS42へ戻り、ステップS42〜ステップS52を繰り返す。
図12に示す受信装置9及び図13に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベル、及びポンプLD27から出力される励起光の出力パワーに基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法が制御される。それによって、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
また、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルがある程度高い場合や、ポンプLD27から出力される励起光の出力パワーがある程度小さい場合、ポンプLD27に対する制御方法がオープンループ制御に切り替わる。それによって、ポンプLD27に対する制御が困難になるのを回避することができる。また、増幅ファイバ11の増幅特性及び吸収特性に波長特性がある場合、励起光の出力パワーを監視することによって、電流一定制御から信号出力一定制御に戻るときに、波長に応じた信号光の入力レベルで切り替わるように制御することができる。
・受信装置の別の例(例6)
図14は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図14に示すように、受信装置9は、例えば励起光パワー監視部37及び励起光パワー下限閾値38を有していてもよい。また、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、入力閾値26、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起光パワー監視部37は、制御部の一例である。励起光パワー監視部37及び励起光パワー下限閾値38については、図12に示す受信装置9の説明において説明した通りである。また、入力監視部24及び入力閾値26については、図8に示す受信装置9の説明において説明した通りである。また、光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36については、図12に示す受信装置9の説明において説明した通りである。従って、重複する説明を省略する。
入力監視部24は、PD23から供給される電気信号に基づいて、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。入力監視部24は、監視している入力レベルが第1の入力閾値よりも高いか低いかを判定する。また、入力監視部24は、監視している入力レベルが第2の入力閾値よりも高いか低いかを判定する。第1の入力閾値及び第2の入力閾値については、図8に示す受信装置9の説明において説明した通りであるので、重複する説明を省略する。入力監視部24は、判定結果を判定部36へ出力する。
判定部36は、入力監視部24、励起光パワー監視部37及び出力監視部34に接続されている。増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが第2の入力閾値よりも低く、かつ励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値よりも大きい場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。それによって、ALC制御部33は、ポンプLD27に対して信号出力一定制御を行う。
信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ信号光の入力レベルが第2の入力閾値よりも低く、かつ励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値と第2の励起光パワー閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
また、信号光の出力レベルが第2の出力閾値と第1の出力閾値との間にあり、かつ信号光の入力レベルが第2の入力閾値と第1の入力閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
信号光の出力レベルが第1の出力閾値よりも高く、かつ信号光の入力レベルが第1の入力閾値よりも高い場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
また、励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値よりも小さい場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
・図14に示す受信装置による受信方法の一例
図15は、図14に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。なお、図15においては、「第1の励起光パワー閾値」を「励起光パワー閾値1」と表し、「第2の励起光パワー閾値」を「励起光パワー閾値2」と表す。また、「第1の入力閾値」を「入力閾値1」と表し、「第2の入力閾値」を「入力閾値2」と表す。また、「第1の出力閾値」を「出力閾値1」と表し、「第2の出力閾値」を「出力閾値2」と表す。
図15に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS61)、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。出力監視部34は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視する(ステップS62)。そして、入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS63)。
入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS63:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS72)。そして、ステップS62へ戻り、ステップS62〜ステップS72を繰り返す。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS63:Yes)、入力監視部24は、監視している入力レベルが第1の入力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の入力閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、入力監視部24は、その判定結果を判定部36へ出力する。また、出力監視部34は、監視している出力レベルが第1の出力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の出力閾値よりも高いか低いか、を判定する。出力監視部34は、判定結果を判定部36へ出力する。
受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下である場合(ステップS64:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力しない。また、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。
それによって、ポンプLD27が通常の制御方法、例えば信号出力一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS65)。
また、励起光パワー監視部37は、ポンプLD27から出力される励起光の出力パワーを監視する(ステップS66)。励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の励起光パワー閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、励起光パワー監視部37は、その判定結果を判定部36へ出力する。
励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値以下でない場合(ステップS67:No)、ステップS66へ戻る。そして、励起光パワー監視部37は、励起光の出力パワーの監視(ステップS66)、並びに第2の励起光パワー閾値との比較及び判定(ステップS67)を続ける。
励起光の出力パワーと第2の励起光パワー閾値との比較及び判定の結果、励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値以下であると(ステップS67:Yes)、ステップS68へ進む。励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値以下でない場合(ステップS68:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS69)。そして、ステップS62へ戻り、ステップS62〜ステップS72を繰り返す。
励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値以下である場合(ステップS68:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS72)。そして、ステップS62へ戻り、ステップS62〜ステップS72を繰り返す。
一方、受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下でない場合(ステップS64:No)、ステップS70へ進む。受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下である場合(ステップS70:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS71)。そして、ステップS62へ戻り、ステップS62〜ステップS72を繰り返す。
受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下でない場合(ステップS70:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS72)。そして、ステップS62へ戻り、ステップS62〜ステップS72を繰り返す。
図14に示す受信装置9及び図15に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11への信号光の入力レベル、増幅ファイバ11からの信号光の出力レベル、及び励起光の出力パワーに基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法が制御される。それによって、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
また、増幅ファイバ11への信号光の入力レベルがある程度高い場合や、増幅ファイバ11からの信号光の出力レベルがある程度高い場合や、ポンプLD27から出力される励起光の出力パワーがある程度小さい場合、ポンプLD27に対する制御方法がオープンループ制御に切り替わる。それによって、ポンプLD27に対する制御が困難になるのを回避することができる。
・受信装置の別の例(例7)
図16は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図16に示すように、受信装置9は、例えば励起LD電流量監視部39及び励起LD電流量下限閾値40を有していてもよい。また、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起LD電流量監視部39は、制御部の一例である。光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36については、図12に示す受信装置9の説明において説明した通りである。従って、重複する説明を省略する。
励起LD電流量監視部39は、ポンプLD27に接続されている。励起LD電流量監視部39は、ポンプLD27を駆動する電流量、すなわち励起LDの電流量を監視する。ポンプLD27を駆動する電流量は、励起光源の駆動パラメータの一例である。励起LD電流量監視部39には、励起LD電流量下限閾値40が与えられる。励起LD電流量下限閾値40は、駆動閾値の一例である。励起LD電流量下限閾値40は、例えばメモリに記憶されていてもよい。
励起LD電流量下限閾値40には、第1の電流量閾値及び第2の電流量閾値があるとする。第2の電流量閾値は、第1の電流量閾値よりも大きいとする。第1の電流量閾値は、増幅ファイバ11による信号光の増幅を停止させるための閾値である。第2の電流量閾値は、ポンプLD27に対する制御方法を変更させるための閾値であるとする。
従って、励起LD電流量監視部39は、監視している励起LDの電流量が第1の電流量閾値よりも大きいか小さいかを判定する。また、励起LD電流量監視部39は、監視している励起LDの電流量が第2の電流量閾値よりも大きいか小さいかを判定する。励起LD電流量監視部39は、判定結果を判定部36へ出力する。
入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが入力断閾値25よりも低い場合、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11による信号光の増幅が停止するので、光増幅特性や光急変耐力などの特性を満足させることができる。
判定部36は、励起LD電流量監視部39及び出力監視部34に接続されている。増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ励起LDの電流量が第2の電流量閾値よりも大きい場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。それによって、ALC制御部33は、ポンプLD27に対して信号出力一定制御を行う。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ励起LDの電流量が第1の電流量閾値と第2の電流量閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
また、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値と第1の出力閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値よりも高い場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
また、励起LDの電流量が第1の電流量閾値よりも小さい場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
・図16に示す受信装置による受信方法の一例
図17は、図16に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。なお、図17においては、「第1の電流量閾値」を「電流量閾値1」と表し、「第2の電流量閾値」を「電流量閾値2」と表す。また、「第1の出力閾値」を「出力閾値1」と表し、「第2の出力閾値」を「出力閾値2」と表す。
図17に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS81)、出力監視部34は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視する(ステップS82)。また、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS83)。
入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS83:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS92)。そして、ステップS82へ戻り、ステップS82〜ステップS92を繰り返す。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS83:Yes)、出力監視部34は、監視している出力レベルが第1の出力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の出力閾値よりも高いか低いか、を判定する。出力監視部34は、判定結果を判定部36へ出力する。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下である場合(ステップS84:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力しない。また、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。
それによって、ポンプLD27が通常の制御方法、例えば信号出力一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS85)。
また、励起LD電流量監視部39は、ポンプLD27から出力される励起LDの電流量を監視する(ステップS86)。励起LD電流量監視部39は、監視している励起LDの電流量が第1の電流量閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の電流量閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、励起LD電流量監視部39は、その判定結果を判定部36へ出力する。
励起LD電流量監視部39は、監視している励起LDの電流量が第2の電流量閾値以下でない場合(ステップS87:No)、ステップS86へ戻る。そして、励起LD電流量監視部39は、励起LDの電流量の監視(ステップS86)、並びに第2の電流量閾値との比較及び判定(ステップS87)を続ける。
励起LDの電流量と第2の電流量閾値との比較及び判定の結果、励起LDの電流量が第2の電流量閾値以下であると(ステップS87:Yes)、ステップS88へ進む。励起LDの電流量が第1の電流量閾値以下でない場合(ステップS88:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS89)。そして、ステップS82へ戻り、ステップS82〜ステップS92を繰り返す。
励起LDの電流量が第1の電流量閾値以下である場合(ステップS88:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS92)。そして、ステップS82へ戻り、ステップS82〜ステップS92を繰り返す。
一方、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下でない場合(ステップS84:No)、ステップS90へ進む。増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下である場合(ステップS90:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS91)。そして、ステップS82へ戻り、ステップS82〜ステップS92を繰り返す。
増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下でない場合(ステップS90:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS92)。そして、ステップS82へ戻り、ステップS82〜ステップS92を繰り返す。
図16に示す受信装置9及び図17に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベル、及び励起LDの電流量に基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法が制御される。それによって、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
また、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルがある程度高い場合や、励起LDの電流量がある程度小さい場合、ポンプLD27に対する制御方法がオープンループ制御に切り替わる。それによって、ポンプLD27に対する制御が困難になるのを回避することができる。また、増幅ファイバ11の増幅特性及び吸収特性に波長特性がある場合、励起LDの電流量を監視することによって、電流一定制御から信号出力一定制御に戻るときに、波長に応じた信号光の入力レベルで切り替わるように制御することができる。
・受信装置の別の例(例8)
図18は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図18に示すように、受信装置9は、例えば励起LD電流量監視部39及び励起LD電流量下限閾値40を有していてもよい。また、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、入力閾値26、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起LD電流量監視部39は、制御部の一例である。励起LD電流量監視部39及び励起LD電流量下限閾値40については、図16に示す受信装置9の説明において説明した通りである。また、入力監視部24及び入力閾値26については、図8に示す受信装置9の説明において説明した通りである。また、光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、受信器15、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、出力閾値35及び判定部36については、図16に示す受信装置9の説明において説明した通りである。従って、重複する説明を省略する。
入力監視部24は、PD23から供給される電気信号に基づいて、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。入力監視部24は、監視している入力レベルが第1の入力閾値よりも高いか低いかを判定する。また、入力監視部24は、監視している入力レベルが第2の入力閾値よりも高いか低いかを判定する。第1の入力閾値及び第2の入力閾値については、図8に示す受信装置9の説明において説明した通りであるので、重複する説明を省略する。入力監視部24は、判定結果を判定部36へ出力する。
判定部36は、入力監視部24、励起LD電流量監視部39及び出力監視部34に接続されている。増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルが第2の入力閾値よりも低く、かつ励起LDの電流量が第2の電流量閾値よりも大きい場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。それによって、ALC制御部33は、ポンプLD27に対して信号出力一定制御を行う。
信号光の出力レベルが第2の出力閾値よりも低く、かつ信号光の入力レベルが第2の入力閾値よりも低く、かつ励起LDの電流量が第1の電流量閾値と第2の電流量閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
また、信号光の出力レベルが第2の出力閾値と第1の出力閾値との間にあり、かつ信号光の入力レベルが第2の入力閾値と第1の入力閾値との間にある場合、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力する。それによって、ポンプLD27に対する制御方法が変更される。
信号光の出力レベルが第1の出力閾値よりも高く、かつ信号光の入力レベルが第1の入力閾値よりも高い場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
また、励起LDの電流量が第1の電流量閾値よりも小さい場合、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止し、増幅ファイバ11によって信号光が減衰する。
・図18に示す受信装置による受信方法の一例
図19は、図18に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。なお、図19においては、「第1の電流量閾値」を「電流量閾値1」と表し、「第2の電流量閾値」を「電流量閾値2」と表す。また、「第1の入力閾値」を「入力閾値1」と表し、「第2の入力閾値」を「入力閾値2」と表す。また、「第1の出力閾値」を「出力閾値1」と表し、「第2の出力閾値」を「出力閾値2」と表す。
図19に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS101)、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。出力監視部34は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視する(ステップS102)。そして、入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS103)。
入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS103:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS112)。そして、ステップS102へ戻り、ステップS102〜ステップS112を繰り返す。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS103:Yes)、入力監視部24は、監視している入力レベルが第1の入力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の入力閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、入力監視部24は、その判定結果を判定部36へ出力する。また、出力監視部34は、監視している出力レベルが第1の出力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の出力閾値よりも高いか低いか、を判定する。出力監視部34は、判定結果を判定部36へ出力する。
受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下である場合(ステップS104:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力しない。また、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。
それによって、ポンプLD27が通常の制御方法、例えば信号出力一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS105)。
また、励起LD電流量監視部39は、ポンプLD27から出力される励起LDの電流量を監視する(ステップS106)。励起LD電流量監視部39は、監視している励起LDの電流量が第1の電流量閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の電流量閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、励起LD電流量監視部39は、その判定結果を判定部36へ出力する。
励起LD電流量監視部39は、監視している励起LDの電流量が第2の電流量閾値以下でない場合(ステップS107:No)、ステップS106へ戻る。そして、励起LD電流量監視部39は、励起LDの電流量の監視(ステップS106)、並びに第2の電流量閾値との比較及び判定(ステップS107)を続ける。
励起LDの電流量と第2の電流量閾値との比較及び判定の結果、励起LDの電流量が第2の電流量閾値以下であると(ステップS107:Yes)、ステップS108へ進む。励起LDの電流量が第1の電流量閾値以下でない場合(ステップS108:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS109)。そして、ステップS102へ戻り、ステップS102〜ステップS112を繰り返す。
励起LDの電流量が第1の電流量閾値以下である場合(ステップS108:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS112)。そして、ステップS102へ戻り、ステップS102〜ステップS112を繰り返す。
一方、受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下でない場合(ステップS104:No)、ステップS110へ進む。受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下である場合(ステップS110:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS111)。そして、ステップS102へ戻り、ステップS102〜ステップS112を繰り返す。
受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下でない場合(ステップS110:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS112)。そして、ステップS102へ戻り、ステップS102〜ステップS112を繰り返す。
図18に示す受信装置9及び図19に示す受信方法によれば、増幅ファイバ11への信号光の入力レベル、増幅ファイバ11からの信号光の出力レベル、及び励起LDの電流量に基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法が制御される。それによって、増幅ファイバ11により、受信器15のダイナミックレンジ内に納まるように、信号光が増幅され、または減衰する。従って、光減衰器を設けずに済むことによって、光減衰器で消費される分の電力を削減することができる。また、受信装置9に入力される信号光を、一旦、受信器15のダイナミックレンジを超えるレベルまで増幅させずに済むことによって、ポンプLD27の駆動に消費される電力を削減することができる。
また、増幅ファイバ11への信号光の入力レベルがある程度高い場合や、増幅ファイバ11からの信号光の出力レベルがある程度高い場合や、ポンプLD27から出力される励起LDの電流量がある程度小さい場合、ポンプLD27に対する制御方法がオープンループ制御に切り替わる。それによって、ポンプLD27に対する制御が困難になるのを回避することができる。
・受信装置の別の例(例9)
図20は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図20に示すように、受信装置9は、波長情報を用いて信号光を受信する受信器15を有していてもよい。デジタルコヒーレント受信器は、波長情報を用いて信号光を受信する受信器15の一例である。
受信器15は、受信器15により受信される信号光の波長に関する情報である波長情報51を有する。受信器15は、波長情報51に基づいてローカル光源52から信号光と同じ波長のローカル光を出力させ、受信部53により、信号光とローカル光とを干渉させて受信処理を行う。
受信装置9は、各パラメータ閾値41を有していてもよい。また、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起光パワー監視部37を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起光パワー監視部37は、制御部の一例である。光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起光パワー監視部37については、図14に示す受信装置9の説明において説明した通りである。従って、重複する説明を省略する。
各パラメータ閾値41は、種々の波長に対応する例えば第1の入力閾値、第2の入力閾値、第1の出力閾値、第2の出力閾値、第1の励起光パワー閾値及び第2の励起光パワー閾値を有する。各パラメータ閾値41には、波長情報51に基づいて、信号光の波長に対応する例えば第1の入力閾値、第2の入力閾値、第1の出力閾値、第2の出力閾値、第1の励起光パワー閾値及び第2の励起光パワー閾値が設定される。各閾値は、例えばメモリに記憶されてもよいし、ハードウェアやソフトウェアによって固定値を設定するようにしてもよい。
入力監視部24、出力監視部34及び励起光パワー監視部37は、各パラメータ閾値41に接続されている。入力監視部24には、各パラメータ閾値41から第1の入力閾値及び第2の入力閾値が与えられてもよい。出力監視部34には、各パラメータ閾値41から第1の出力閾値及び第2の出力閾値が与えられてもよい。励起光パワー監視部37には、各パラメータ閾値41から第1の励起光パワー閾値及び第2の励起光パワー閾値が与えられてもよい。
・図20に示す受信装置による受信方法の一例
図21は、図20に示す受信装置による受信方法の一例を示す図である。なお、図21においては、「第1の励起光パワー閾値」を「励起光パワー閾値1」と表し、「第2の励起光パワー閾値」を「励起光パワー閾値2」と表す。また、「第1の入力閾値」を「入力閾値1」と表し、「第2の入力閾値」を「入力閾値2」と表す。また、「第1の出力閾値」を「出力閾値1」と表し、「第2の出力閾値」を「出力閾値2」と表す。
図21に示すように、受信装置9が立ち上げられると(ステップS121)、入力監視部24は、増幅ファイバ11へ入力される信号光の入力レベルを監視する。出力監視部34は、増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルを監視する(ステップS122)。そして、入力監視部24は、監視している入力レベルが入力断閾値以上であるか否かを判断する(ステップS123)。
入力レベルが入力断閾値以上でない場合(ステップS123:No)、入力監視部24は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS132)。そして、ステップS122へ戻り、ステップS122〜ステップS132を繰り返す。
また、受信装置9の立ち上げとともに、受信装置9は波長情報51を取得する(ステップS141)。そして、波長情報51に基づいて各パラメータ閾値41には、信号光の波長に対応する例えば第1の入力閾値、第2の入力閾値、第1の出力閾値、第2の出力閾値、第1の励起光パワー閾値及び第2の励起光パワー閾値が設定される(ステップS142〜ステップS145)。
入力レベルが入力断閾値以上である場合(ステップS123:Yes)、入力監視部24は、監視している入力レベルが第1の入力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の入力閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、入力監視部24は、その判定結果を判定部36へ出力する。また、出力監視部34は、監視している出力レベルが第1の出力閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の出力閾値よりも高いか低いか、を判定する。出力監視部34は、判定結果を判定部36へ出力する。
受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下である場合(ステップS124:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力しない。また、判定部36は、ポンプLD27に対する制御方法を変更する指示をALC制御部33へ出力しない。
それによって、ポンプLD27が通常の制御方法、例えば信号出力一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS125)。
また、励起光パワー監視部37は、ポンプLD27から出力される励起光の出力パワーを監視する(ステップS126)。励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値よりも高いか低いか、あるいは第2の励起光パワー閾値よりも高いか低いか、を判定する。そして、励起光パワー監視部37は、その判定結果を判定部36へ出力する。
励起光パワー監視部37は、監視している励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値以下でない場合(ステップS127:No)、ステップS126へ戻る。そして、励起光パワー監視部37は、励起光の出力パワーの監視(ステップS126)、並びに第2の励起光パワー閾値との比較及び判定(ステップS127)を続ける。
励起光の出力パワーと第2の励起光パワー閾値との比較及び判定の結果、励起光の出力パワーが第2の励起光パワー閾値以下であると(ステップS127:Yes)、ステップS128へ進む。励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値以下でない場合(ステップS128:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS129)。そして、ステップS122へ戻り、ステップS122〜ステップS132を繰り返す。
励起光の出力パワーが第1の励起光パワー閾値以下である場合(ステップS128:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS132)。そして、ステップS122へ戻り、ステップS122〜ステップS132を繰り返す。
一方、受信装置9への信号光の入力レベルが第2の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第2の出力閾値以下でない場合(ステップS124:No)、ステップS130へ進む。受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下であり、かつ増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下である場合(ステップS130:Yes)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力せず、ALC制御部33へ制御方法の変更指示を出力する。
それによって、ポンプLD27が変更後の制御方法、例えば電流一定制御によって駆動される。従って、ポンプLD27から増幅ファイバ11へ低い出力レベルの励起光が供給され、増幅ファイバ11において信号光が増幅される(ステップS131)。そして、ステップS122へ戻り、ステップS122〜ステップS132を繰り返す。
受信装置9への信号光の入力レベルが第1の入力閾値以下でないか、または増幅ファイバ11から出力される信号光の出力レベルが第1の出力閾値以下でない場合(ステップS130:No)、判定部36は、ポンプLD27へ停止信号を出力する。それによって、ポンプLD27の駆動が停止し、ポンプLD27から増幅ファイバ11への励起光の供給が停止する(ステップS132)。そして、ステップS122へ戻り、ステップS122〜ステップS132を繰り返す。
図20に示す受信装置9及び図21に示す受信方法によれば、種々の波長に対応する閾値群の中から信号光の波長に対応する閾値が各パラメータ閾値41に設定される。それによって、波長ごとに異なるレベルで増幅ファイバ11による増幅を停止させることができる。また、波長ごとに異なるレベルで増幅ファイバ11による増幅の制御方法を変更させることができる。なお、受信器15は、デジタルコヒーレント受信器に限らず、信号光の波長情報を出力可能な受信器であれば、いかなる受信器でもよい。
・受信装置の別の例(例10)
図22は、実施の形態にかかる受信装置の別の例を示す図である。図22に示すように、受信装置9は、ユーザにより設定される波長情報を用いて信号光を受信する受信器15を有していてもよい。デジタルコヒーレント受信器は、ユーザにより設定される波長情報を用いて信号光を受信することができる。
受信器15は、ユーザにより設定される波長情報51に基づいてローカル光源52から信号光と同じ波長のローカル光を出力させ、受信部53により、信号光とローカル光とを干渉させて受信処理を行う。
受信装置9は、各パラメータ閾値41を有していてもよい。また、受信装置9は、例えば光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起光パワー監視部37を有していてもよい。
PD23、入力監視部24、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36及び励起光パワー監視部37は、制御部の一例である。光伝送路21、光カプラ22、PD23、入力監視部24、入力断閾値25、増幅ファイバ11、ポンプLD27、光カプラ31、PD32、ALC制御部33、出力監視部34、判定部36、励起光パワー監視部37及び各パラメータ閾値41については、図20に示す受信装置9の説明において説明した通りである。従って、重複する説明を省略する。
・図22に示す受信装置による受信方法の一例
図22に示す受信装置による受信方法の一例については、図21に示す受信方法と同様である。従って、重複する説明を省略する。
図22に示す受信装置9によれば、種々の波長に対応する閾値群の中からユーザにより設定される波長情報51に対応する閾値が各パラメータ閾値41に設定される。それによって、波長ごとに異なるレベルで増幅ファイバ11による増幅を停止させることができる。また、波長ごとに異なるレベルで増幅ファイバ11による増幅の制御方法を変更させることができる。なお、受信器15は、デジタルコヒーレント受信器に限らず、信号光の波長情報を出力可能な受信器であれば、いかなる受信器でもよい。
なお、受信装置9への信号光の入力レベルと励起光の出力パワーとの組み合わせに基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法を制御してもよい。また、受信装置9への信号光の入力レベルと励起LDの電流量との組み合わせに基づいてポンプLD27の駆動、駆動の停止及び駆動の制御方法を制御してもよい。また、上述した各実施例において、ポンプLD27に対する制御方法を、利得一定制御(Automatic Gain Control:AGC)から信号出力一定制御へ切り替えるようにしてもよいし、利得一定制御から電流一定制御へ切り替えるようにしてもよい。つまり、ポンプLD27に対する制御方法の組み合わせについては、種々の組み合わせが可能である。
上述した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)信号光を受信する受信器と、前記受信器へ入力される信号光のレベルが前記受信器のダイナミックレンジ内に納まるように、励起光の供給時に信号光を増幅し、励起光の供給停止時に信号光を減衰させる特性を有する増幅ファイバと、前記増幅ファイバに励起光を供給する励起光源と、前記励起光源から前記増幅ファイバへの励起光の供給及び停止を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが第1の入力閾値よりも高いか、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが第1の出力閾値よりも高いか、または前記励起光源の駆動パラメータが第1の駆動閾値よりも小さい場合に、前記励起光の供給を停止することを特徴とする受信装置。
(付記2)前記制御部は、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第1の入力閾値よりも高く、かつ前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第1の出力閾値よりも高い場合に、前記励起光の供給を停止することを特徴とする付記1に記載の受信装置。
(付記3)前記制御部は、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第1の出力閾値よりも高いか、または前記励起光源の駆動パラメータが前記第1の駆動閾値よりも小さい場合に、前記励起光の供給を停止することを特徴とする付記1に記載の受信装置。
(付記4)前記制御部は、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第1の出力閾値よりも高く、かつ前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第1の入力閾値よりも低い場合、または前記励起光源の駆動パラメータが前記第1の駆動閾値よりも小さい場合に、前記励起光の供給を停止することを特徴とする付記1に記載の受信装置。
(付記5)前記制御部は、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが、前記第1の入力閾値よりも低い第2の入力閾値よりもさらに低いか、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが、前記第1の出力閾値よりも低い第2の出力閾値よりもさらに低いか、または前記励起光源の駆動パラメータが、前記第1の駆動閾値よりも大きい第2の駆動閾値よりもさらに大きい場合に、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルに基づいて前記励起光源の駆動状態を制御するフィードバック制御を行い、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第2の入力閾値よりも高く、かつ前記第1の入力閾値よりも低いか、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第2の出力閾値よりも高く、かつ前記第1の出力閾値よりも低いか、または前記励起光源の駆動パラメータが前記第1の駆動閾値よりも大きく、かつ前記第2の駆動閾値よりも小さい場合に、前記フィードバック制御を停止することを特徴とする付記1に記載の受信装置。
(付記6)前記制御部は、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが、前記第1の入力閾値よりも低い第2の入力閾値よりもさらに低く、かつ前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが、前記第1の出力閾値よりも低い第2の出力閾値よりもさらに低い場合に、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルに基づいて前記励起光源の駆動状態を制御するフィードバック制御を行い、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第2の入力閾値よりも高くて前記第1の入力閾値よりも低く、かつ前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第2の出力閾値よりも高くて前記第1の出力閾値よりも低い場合に、前記フィードバック制御を停止することを特徴とする付記2に記載の受信装置。
(付記7)前記制御部は、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが、前記第1の出力閾値よりも低い第2の出力閾値よりもさらに低く、かつ前記励起光源の駆動パラメータが、前記第1の駆動閾値よりも大きい第2の駆動閾値よりもさらに大きい場合に、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルに基づいて前記励起光源の駆動状態を制御するフィードバック制御を行い、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第2の出力閾値よりも高くて前記第1の出力閾値よりも低いか、または前記励起光源の駆動パラメータが、前記第2の駆動閾値よりも小さくて前記第1の駆動閾値よりも大きい場合に、前記フィードバック制御を停止することを特徴とする付記3に記載の受信装置。
(付記8)前記制御部は、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが、前記第1の出力閾値よりも低い第2の出力閾値よりもさらに低く、かつ前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第1の入力閾値よりも低い第2の入力閾値よりもさらに低く、かつ前記励起光源の駆動パラメータが、前記第1の駆動閾値よりも大きい第2の駆動閾値よりもさらに大きい場合に、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルに基づいて前記励起光源の駆動状態を制御するフィードバック制御を行い、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第2の出力閾値よりも高くて前記第1の出力閾値よりも低く、かつ前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第2の入力閾値よりも高くて前記第1の入力閾値よりも低いか、または前記励起光源の駆動パラメータが、前記第2の駆動閾値よりも小さくて前記第1の駆動閾値よりも大きい場合に、前記フィードバック制御を停止することを特徴とする付記4に記載の受信装置。
(付記9)複数の波長のそれぞれに対して前記第1の入力閾値、前記第1の出力閾値及び前記第1の駆動閾値を有し、前記制御部は、前記信号光の波長に応じて前記第1の入力閾値、前記第1の出力閾値及び前記第1の駆動閾値を選択して用いることを特徴とする付記1乃至4のいずれか一項に記載の受信装置。
(付記10)複数の波長のそれぞれに対して前記第1の入力閾値、前記第2の入力閾値、前記第1の出力閾値、前記第2の出力閾値、前記第1の駆動閾値及び前記第2の駆動閾値を有し、前記制御部は、前記信号光の波長に応じて前記第1の入力閾値、前記第2の入力閾値、前記第1の出力閾値、前記第2の出力閾値、前記第1の駆動閾値及び前記第2の駆動閾値を選択して用いることを特徴とする付記5乃至8のいずれか一項に記載の受信装置。
(付記11)信号光を受信する受信器へ入力される信号光のレベルが前記受信器のダイナミックレンジ内に納まるように、励起光の供給時に信号光を増幅し、励起光の供給停止時に信号光を減衰させる特性を有する増幅ファイバへ入力される信号光のレベル、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベル、及び前記増幅ファイバに励起光を供給する励起光源の駆動パラメータのいずれか一つ以上を監視し、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが第1の入力閾値よりも低いか、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが第1の出力閾値よりも低いか、または前記励起光源の駆動パラメータが第1の駆動閾値よりも大きい場合に、前記励起光源から前記増幅ファイバへ励起光を供給し、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第1の入力閾値よりも高いか、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第1の出力閾値よりも高いか、または前記励起光源の駆動パラメータが前記第1の駆動閾値よりも小さい場合に、前記励起光源から前記増幅ファイバへの励起光の供給を停止することを特徴とする受信方法。
(付記12)前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが、前記第1の入力閾値よりも低い第2の入力閾値よりもさらに低いか、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが、前記第1の出力閾値よりも低い第2の出力閾値よりもさらに低いか、または前記励起光源の駆動パラメータが、前記第1の駆動閾値よりも大きい第2の駆動閾値よりもさらに大きい場合に、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルに基づいて前記励起光源の駆動状態を制御するフィードバック制御を行い、前記増幅ファイバへ入力される信号光のレベルが前記第2の入力閾値よりも高く、かつ前記第1の入力閾値よりも低いか、前記増幅ファイバから出力される信号光のレベルが前記第2の出力閾値よりも高く、かつ前記第1の出力閾値よりも低いか、または前記励起光源の駆動パラメータが前記第1の駆動閾値よりも大きく、かつ前記第2の駆動閾値よりも小さい場合に、前記フィードバック制御を停止することを特徴とする付記11に記載の受信方法。